(57)【要約】【課題】  被帯電体の膜厚が変動しても画質欠陥の生じない帯電制御装置を提供する。【解決手段】  感光体２を目標電位に帯電させる第１帯電ロール３と、感光体２を目標電位とは逆極性に事前帯電する第２帯電ロール４と、第１帯電ロール３による帯電時に、第１帯電ロール３に流れる直流電流が所定値以上となるように、第２帯電ロール４で逆極性に帯電させる帯電電位を制御する制御部１４とを有している。従って、感光体２の膜厚が変動しても放電電流を充分に確保して画質欠陥を生じさせることがない。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体を目標電位に帯電させる第１帯電部材と、
前記被帯電体を目標電位とは逆極性に事前帯電する第２帯電部材と、
前記第１帯電部材による帯電時に、前記第１帯電部材の流す直流電流が所定値以上となるように、前記第２帯電部材で逆極性に帯電させる帯電電位を制御する制御手段と、を有することを特徴とする帯電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２帯電部材で逆極性に帯電させる帯電電位を、前記被帯電体の膜厚に応じて変更することを特徴とする請求項１記載の帯電制御装置。
【請求項３】
前記所定値は、画質欠陥が生じない範囲の最低電流値であることを特徴とする請求項１又は２記載の帯電制御装置。
【請求項４】
前記第２帯電部材は、転写部材を兼ねることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の帯電制御装置。
【請求項５】
第１帯電部材によって被帯電体を目標電位に帯電させる時に、前記第１帯電部材の流す直流電流が所定値以上となるように、第２帯電部材で逆極性に帯電させる帯電電位を決定するステップと、
前記決定した帯電電位となるように前記被帯電体を前記目標電位とは逆極性に事前帯電するステップと、
前記被帯電体を目標電位に帯電させるステップと、を有することを特徴とする帯電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電を帯電原理とする接触又は近接帯電方式で、ＤＣ電圧を印加して感光体を帯電させる帯電制御装置及び帯電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、低オゾン、低電力などの利点を有することから、接触帯電装置、即ち、被帯電体に当接させた帯電部材に電圧を印加して被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化されている。
【０００３】
接触帯電装置では、帯電部材として導電性の帯電ロールを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することにより被帯電体を帯電処理する。具体的には、帯電部材から被帯電体への放電によって帯電が行われる。よって、帯電部材と被帯電体の間で放電が発生し始めるある閾値電圧以上の電圧を帯電部材に印加することにより帯電が開始される。それ以降は、印加電圧に対して傾き１の線形に感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を、帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。
【０００４】
つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位Ｖｄを得るためには、Ｖｄ＋ＶｔｈなるＤＣ電圧を帯電部材に印加することが必要である。このように、ＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯電体の帯電を行う接触帯電方式を、ＤＣ接触帯電方式と称する。
【０００５】
しかしながら、被帯電体としての感光体の表面は、画像形成枚数が増加するにつれてクリーニングブレードや現像剤などにより削れられる。そのため、感光体の厚み（膜厚）が減少してしまう。感光体とこれに接触する帯電部材とは、容量と等価な機能を有している。感光体の膜厚が変わると、同じ電圧を印加しても感光体の表面電位が同じとはならない。
【０００６】
特許文献１では、感光体に接触又は近接させた帯電ロールに直流電圧Ｖｄｃを印加し、このとき帯電ロールに流れる直流電流量から感光体の膜厚の減少を検知している。そして、感光体の膜厚が減少しても、常にほぼ一定の感光体表面電位が確保されるように、直流電流量の増加と共に直流電圧を低下させるように補正している。
【０００７】
【特許文献１】特許３３９７３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、感光体の表面電位が一定になるように制御しても、帯電不良（帯電不均一）が原因の白点が発生してしまい、安定した均一な画像を得ることができない。感光体の長寿命化をねらって感光体膜厚を厚膜化すると、特に低温低湿の環境下では、白点の発生が顕著になる。これについて、図１を参照しながら説明する。なお、図１（Ａ）には、感光体の膜厚が２０μｍと３０μｍの時の感光体表面電位と、帯電ロールに印加する直流電圧（ＤＣ電圧）との関係が示されている。また図１（Ｂ）には、感光体の膜厚が２０μｍと３０μｍの時の、帯電ロールに流れる直流電流（ＤＣ電流）と、帯電ロールに印加する直流電圧（ＤＣ電圧）の関係が示されている。
【０００９】
感光体の膜厚が、通常２０μｍである所を、厚膜化によって３０μｍにしたとする。図１（Ａ）に示すように膜厚が２０μｍのときに目標電位にするために印加するＶｄｃは、Ｖａであり、膜厚が３０μｍのときに目標電位にするために印加するＶｄｃは、Ｖｂである。また、図１（Ａ）に示すようにＶａ＜Ｖｂである。これは厚膜化により感光体の容量値が減少したのに伴い、帯電開始電圧が増大したことによる。
【００１０】
また図１（Ｂ）に示すように印加電圧ＶｄｃがＶａのときに、帯電ロールから供給される電流は、Ｉａであり、印加電圧ＶｄｃがＶｂのときに、帯電ロールから供給される電流は、Ｉｂであるとする。図１（Ｂ）に示すようにＩａ＞Ｉｂである。図１（Ｂ）から明らかなように、感光体の膜厚が厚くなると、帯電ロールから供給される直流電流、すなわち放電電流が減少する。すると感光体表面の帯電状態が不均一になり白点が発生する。
【００１１】
放電電流、すなわち帯電ロールから供給される直流電流量を増加させるために、帯電ロールの印加電圧Ｖｄｃを大きく設定しても（例えば、図１（Ａ）のＶｃ）、感光体の表面電位自体が上がってしまい（図１（Ａ）のＶｈ）、目標電位に制御することができずに画質劣化の原因となる。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被帯電体の膜厚が変動しても画質欠陥の生じない帯電制御装置及び帯電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するために本発明の帯電制御装置は、被帯電体を目標電位に帯電させる第１帯電部材と、前記被帯電体を目標電位とは逆極性に事前帯電する第２帯電部材と、前記第１帯電部材による帯電時に、前記第１帯電部材に流れる直流電流が所定値以上となるように、前記第２帯電部材で逆極性に帯電させる帯電電位を制御する制御手段とを有する構成としている。従って、被帯電体の膜厚が変動しても放電電流を充分に確保して画質欠陥を生じさせることがない。
【００１４】
上記構成の帯電制御装置において、前記制御手段は、前記第２帯電部材で逆極性に帯電させる帯電電位を、前記被帯電体の膜厚に応じて変更するとよい。
【００１５】
上記構成の帯電制御装置において、前記所定値は、画質欠陥が生じない範囲の最低電流値であるとよい。
【００１６】
上記構成の帯電制御装置において、前記第２帯電部材は、転写部材を兼ねるとよい。
【００１７】
本発明の帯電制御方法は、第１帯電部材によって被帯電体を目標電位に帯電させる時に、前記第１帯電部材に流れる直流電流が所定値以上となるように、第２帯電部材で逆極性に帯電させる帯電電位を決定するステップと、前記決定した帯電電位となるように前記被帯電体を目標電位とは逆極性に事前帯電するステップと、前記被帯電体を目標電位に帯電させるステップとを有している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、被帯電体の膜厚が変動しても画質欠陥の生じさせない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例】
【００２０】
まず、図２を参照しながら本実施例の構成を説明する。像担持体としての感光体２は、円筒状ＯＰＣ感光体であり、紙面に垂直方向の中心軸線を中心に矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２１】
感光体２の周囲には、帯電部材としての第１帯電ロール３と、第２帯電ロール４とが感光体２に接するように配置されている。第１帯電ロール３は、感光体２の回転に従動して回転し、第１ＤＣ電源１２から所定の電圧が印加されて、回転する感光体２の周面が所定の極性・電位に一様に帯電（負帯電）される。また第２帯電ロール４は、感光体２の回転に従動して回転し、第２ＤＣ電源１３から所定の電圧が印加されて、感光体２の周面を第１ＤＣ電源１２とは逆極性に一様に事前帯電する（正帯電する）。
【００２２】
次いで回転感光体２の帯電処理面に、ＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃａｎｎｅｒ）５から出力される、画像変調されたレーザビームが照射（走査露光）され、露光部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
【００２３】
感光体２の回転にともなって該潜像が現像器６に対向する現像部位に到来すると、現像器６から負帯電されたトナーが供給されて反転現像によってトナー像が形成される。
【００２４】
感光体２の回転方向に見て現像器６の下流側には導電性の転写ロール７が感光体２に圧接配置してあって、感光体２と転写ロール７とのニップ部が転写部位を形成している。
【００２５】
感光体２の表面に形成されたトナー像が感光体２の回転につれて上記転写部位に到達すると、これとタイミングをあわせて、用紙が転写位置に供給され、これとともに所定の電圧が転写ロール７に印加されて、トナー像が感光体２の表面から用紙に転写される。
【００２６】
転写位置でトナー像転写を受けた用紙は定着器８へ搬送されてトナー像の定着を受け機外へ排出される。
【００２７】
一方、感光体２の表面に残った転写残りトナーはクリーニングブレード９によってかき落されることで、感光体２はその表面が清掃されて、次の画像形成に備える。
【００２８】
さらに、本実施例は図２に示すように直流電流検知部１１と、第１ＤＣ電源１２と、第２ＤＣ電源部１３と、制御部１４とを有する帯電制御装置１０を備えている。直流電流検知部１１は、第１ＤＣ電源１２から第１帯電ロール３に流れる直流電流を測定する。すなわち、第１帯電ロール３に流れ込む直流電流を測定することで、感光体２への放電電流を測定する。
【００２９】
制御部１４は、第１帯電ロール３による帯電時に、第１帯電ロール３に流れる直流電流が所定値以上となるように、第２帯電ロール４で逆極性に帯電させる帯電電位を制御する。
【００３０】
上記構成を備える本実施例は、２つの帯電ロールを用いることで、ＤＣ帯電によって感光体表面電位を目標電圧に制御しながら、一定以上の放電電流を確保することで白点を防止する。
【００３１】
まず、第１帯電ロール３の印加電圧は、理論式「Vsur＝Vdc―Vth」に基づき設定される（Vsur：目標表面電位、Vdc:印加電圧、Vth:帯電開始電圧）。
【００３２】
感光体２の帯電時に流れる放電電流を、白点が発生しないように所定量確保するために、第２帯電ロール４で感光体２を逆極性に事前帯電しておく。これについて図３を参照しながら説明する。図３（Ａ）には、感光体２の膜厚が２０μｍと３０μｍの時の感光体表面電位と、第１帯電ロール３に印加する直流電圧（ＤＣ電圧）との関係が示されている。また図３（Ｂ）には、感光体の膜厚が２０μｍと３０μｍの時の第１帯電ロール３に流れる直流電流（ＤＣ電流）と、第１帯電ロール３に印加する直流電圧（ＤＣ電圧）の関係が示されている。
【００３３】
第２帯電ロール４で感光体２を逆極性に事前帯電しておくことで（図３（Ａ）に示す−Ｖｃｈ２）、感光体２が帯電を開始する帯電開始電圧（図３（Ａ）に示すＶｔｈｂ’）を低くすることができる。すなわち、図３（Ａ）に示すように逆極性に帯電していない時の帯電開始電圧Ｖｔｈｂ＞逆極性に帯電させた時の帯電開始電圧Ｖｔｈｂ’となる。これにより、感光体２を第１帯電ロール３によって目標電位に帯電させるまでに、充分な放電電流（図３（Ｂ）に示すＩａ）を確保することができ、白点の発生を防止して画質の劣化を防止することができる。
なお、感光体２の膜厚によって、図３（Ａ）に示す帯電ロール３の印加電圧Ｖｄｃと、感光体表面電位との関係を示す直線と、図３（Ｂ）に示す印加電圧Ｖｄｃと、第１帯電ロール３の流す直流電流との関係を示す直線が決定される。制御部１４は、感光体２の膜厚を測定すると、測定した膜厚からどの程度第２帯電ロール４で逆極性に帯電させればよいのかが判定できる。例えば、図３（Ｂ）に示す膜厚３０μｍの感光体に対しては、第１帯電ロール３にＤＣ電圧Ｖｂを印加したときに、直流電流Ｉａが流れるようにするために必要な逆極性の帯電電位が決定される。これらのデータは、例えば事前に測定され、制御部１４内の図示しない不揮発性メモリに記録されている。あるいは、感光体を膜厚ｄの容量とみなして、以下のような近似式「Ia＝ｄ*(Vsur-Vch2)/k」より算出してもよい（Vsur：目標表面電位、Vch２:逆極性電圧、d:膜厚、ｋ：定数）。
【００３４】
また、感光体２の膜厚の測定方法には種々の方法があるが、一例として、事前に、感光体２の表面電圧が飽和する時に流れる飽和電流と、感光体膜との関係を示すデータを実験で求めておいて、感光体２に電圧を印加していって実際に感光体２が飽和する時の電流から感光体の膜厚を推定することができる。
【００３５】
第２帯電ロール４からの逆極性印加電圧は、少なくとも白点が消滅する直流電流が流れるように設定するので、常に感表面電位を目標電位に設定しながらも、直流電流を任意の値に独立して制御し白点防止できる。
【００３６】
図４に示すフローチャートを参照しながら制御部１４の動作手順を説明する。
制御部１４は、感光体の帯電制御を開始すると、まず感光体膜厚の測定を開始する（ステップＳ１）。感光体膜厚の測定は、例えば上述したように感光体２の表面電位が飽和する時の電流値から、感光体の膜厚を推定することができる。
【００３７】
次に、測定した感光体膜厚に応じて、第２帯電ロール４で逆極性に帯電する電位を設定する（ステップＳ２）。例えば、図３（Ｂ）に示すように感光体膜厚が３０μｍであった場合に、目標の直流電流Ｉａを流すために必要な逆極性電位が設定される。制御部１４は、第２ＤＣ電源１３を制御して第２帯電ロール４に逆極性の電圧を印加し、感光体２の表面電位が設定した逆極性電位となるように制御する（ステップＳ３）。次に、制御部１４は、第１ＤＣ電源１２を制御して第１帯電ロール３に電圧を印加し、感光体２の表面電位が目標電位になるように制御する。すなわち、図３（Ｂ）に示す直流電圧Ｖｂを印加することで、直流電流Ｉａが第１帯電ロール３に流れ、充分な放電電流を確保することができる（ステップＳ４）。
【００３８】
このようにして本実施例では、感光体の膜厚が変動しても、充分な放電電流を流すことができ、画質欠陥の生じさせない。
【００３９】
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施例では第２帯電ロール４を別途設けて、感光体の表面電位を逆極性に帯電させていたが、転写ロール７を用いて感光体の表面電位を逆極性に帯電させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の帯電制御方法について説明するための図である。
【図２】画像形成装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の帯電制御方法について説明するための図である。
【図４】制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  画像形成装置                ２  感光体
３  第１帯電ロール              ４  第２帯電ロール
５  ＲＯＳ                      ６  現像器
７  転写ロール                  ８  定着器
９  クリーニングブレード        １０  帯電制御装置
１１  直流電流検知部            １２  第１ＤＣ電源
１３  第２ＤＣ電源              １４  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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